10 claves para seleccionar e implementar sensores en aplicaciones industriales

Para implementar sensores en aplicaciones industriales de manera exitosa, depende de la selección de la tecnología adecuada, las variables del producto elegido y las condiciones en el entorno operativo.

Con seguridad, eso lo tienes claro, sin embargo, nos hemos propuesto explicar, en 10 aspectos clave, la manera adecuada de seleccionar e implementar sensores en aplicaciones industriales:

• 1. Rango de medición. Al seleccionar sensores en aplicaciones industriales (presión, temperatura, analógico, etc.), el rango de medición debe corresponder directamente con el rango de medición física para obtener la lectura más precisa y la vida útil óptima del sensor. Por ejemplo, para medir el rango de presión de 0-10 psi, un transductor de presión con un rango de detección de 0-10 psi es el más adecuado. El mismo concepto se aplica a las señales analógicas de voltaje o resistencia.
• 2. Vigilancia del clima. Ten en cuenta las condiciones ambientales al implementar sensores en aplicaciones industriales. Como ejemplo en un proyecto, en zonas de mucha nieve durante el invierno, si los conductos de aire de admisión en las unidades de tratamiento de aire se instalan en una orientación no adecuada, sin rejillas ni cuello de cisne, pueden ser susceptibles a la nieve. Si los conductos estuvieran llenos de nieve, perjudicaría el funcionamiento del controlador de aire y los sensores dentro de los conductos.
• 3. Las células de carga son importantes. Nadie le da a las celdas de carga el crédito que merecen cuando se trata de medir el nivel en tanques. Funcionan muy bien para aplicaciones de medición por lotes cuando se utiliza una disposición de montaje de tanque de trípode con bisagras: dos patas con bisagras, la tercera con una celda de carga en compresión. Usa un medidor de panel con salida discreta para proporcionar una salida cuando se alcanza el punto de ajuste. Esto también funciona bien para proporcionar una alarma de bajo nivel en las aplicaciones. La celda de carga y el controlador pueden simplificar la automatización del proceso en el futuro.
• 4. Necesitas flexibilidad. Al seleccionar sensores en aplicaciones industriales, toma en cuenta si en realidad proporciona la flexibilidad requerida, como características que se adaptan al cambio de producto. En este caso, considera los sensores capacitivos, que son sensibles a más colores y materiales que otros, y en muchos casos son menos costosos que los sensores ultrasónicos.
• 5. Selecciona por tecnología, condiciones. Los errores más comunes en las aplicaciones de sensores incluyen no seleccionar el principio/tecnología de detección más apropiado para la tarea y no considerar la gama completa de condiciones de funcionamiento esperadas.
  

  Por ejemplo, aunque un sensor de proximidad capacitivo puede detectar metales, en general un sensor de proximidad inductivo sería una mejor opción. La luz ambiental, la temperatura, la suciedad, la vibración u otras condiciones pueden afectar el rendimiento del sensor. Un ejemplo de no considerar las condiciones de funcionamiento sería instalar un sensor con una temperatura máxima de 70 grados C en un área donde las temperaturas pueden alcanzar los 85 grados C o más. En este caso, el sensor puede experimentar una falla prematura o puede exhibir una operación inestable, como bloquearse o bloquearse. Además, la vida útil del sensor se puede extender en entornos hostiles cuando se usa con accesorios diseñados para proteger el sensor.

• 6. Lo digital reduce costes. Si se necesitan dispositivos de sensor de salida lineal o proporcional, evita los dispositivos de campo analógico para minimizar los costes y los problemas de soporte para cables blindados y conexión a tierra. Cuando están disponibles, los equivalentes de salida digital generalmente valen el precio de compra adicional por un costo total de propiedad más bajo.
• 7. Cables defectuosos. Cuando reemplaces un sensor “defectuoso” en una aplicación de campo existente, asegúrate de verificar también el estado del cable de desconexión rápida o el juego de cables. En muchos casos, las clavijas o los casquillos se debilitan o corroen, lo que lleva a una cirugía intermitente. Reemplazar solo el sensor puede restaurar temporalmente el contacto eléctrico, pero ciertamente fallará nuevamente porque la causa raíz, un conector de acoplamiento defectuoso, no se ha corregido. Dependiendo del coste de reemplazo del sensor, esta puede ser una situación bastante costosa cuando, de hecho, un cable conector de reemplazo relativamente económico podría haber resuelto el problema en primer lugar.
• 8. Sensores inteligentes. Considera adoptar sensores inteligentes que puedan escalarse, calibrarse o configurarse de forma remota para acortar el tiempo de cambio, automatizar la reconfiguración del sensor y facilitar el diagnóstico remoto del sensor.
• 9. Advertencia anticipada. Una tendencia importante en los sensores es actualizar o aumentar los sensores discretos de encendido y apagado con sensores que proporcionan una señal de salida continuamente variable, ya sea analógica o digital. Las señales continuas de salida del sensor permiten niveles mucho más altos de sofisticación operativa, como la predicción de fallas y el control estadístico del proceso. Mediante el análisis de los datos del sensor, los controladores de la máquina pueden alertar a los operadores de problemas inminentes antes de que realmente se conviertan en un problema. Un sensor analógico óptico, por ejemplo, puede medir el ángulo de curvatura en una parte estampada. Si el ángulo de curvatura comienza a desplazarse más allá de una tolerancia +/- dada, el sensor detectará el cambio y los límites de tolerancia del controlador de la máquina pueden alertar al equipo de producción antes de que se produzcan piezas defectuosas.
• 10. Más puntas de sensor. Si se requieren cambios, asegúrate de una calibración adecuada y documenta en los cambios de software en el sistema de control distribuido. Se recomienda una unidad de visualización integrada para el monitoreo local de los datos del proceso. Sigue las guías y el material de selección. Instala el sensor en un bastidor/recinto adecuado si el nivel de polvo es alto. Coloca las etiquetas adecuadas en el sitio para guiar el servicio. Después de la puesta en marcha, pon el instrumento en monitoreo/tendencia continua para asegurarte de que las lecturas sean correctas y la calibración sea precisa antes de entregarla al personal de operaciones.

Implementar sensores en aplicaciones industriales: El factor crítico del entorno operativo

No pases por alto los detalles críticos sobre las condiciones ambientales al seleccionar e implementar sensores en aplicaciones industriales. Los criterios de selección típicos incluyen rango de detección, salida eléctrica, tipo de conexión, etc. Sin embargo, para obtener los mejores resultados, a veces los usuarios necesitan ir más allá de estos criterios básicos e incluir otros detalles críticos. Estos factores a menudo terminan siendo algunas de las consideraciones más importantes:

• ¿Hay cambios bruscos de temperatura? La condensación puede acumularse en la lente. Algunos sensores son más inmunes a la condensación interna que otros.
• ¿Es un ambiente extremadamente polvoriento? Esto puede ser particularmente desafiante si el sensor se monta mirando hacia arriba. Considera montar el sensor para mirar hacia abajo. Otra opción sería seleccionar un sensor LED infrarrojo, que es mejor para ver a través del polvo y la niebla que un sensor LED rojo estándar. A veces, los usuarios incluso dirigen una purga de aire hacia la lente para evitar la acumulación de polvo o partículas.
• ¿Están los sensores montados al aire libre? Es importante conocer las temperaturas máximas y mínimas a las que estará expuesto el sensor. Para entornos extremos, puede ser necesaria una unidad de calefacción o refrigeración interna o externa. A veces, una unidad de calefacción es ventajosa para reducir la acumulación de escarcha o niebla en el exterior de la lente.
• ¿El sensor estará expuesto a condiciones de lavado? Elige un gabinete con la clasificación de gabinete NEMA/IP adecuada. Considera los requisitos de higiene en la selección del sensor, ya que estos se están volviendo más populares en la industria de alimentos y bebidas.
• ¿Está el sensor expuesto a la luz solar directa? Durante el atardecer o el amanecer, por ejemplo, el sol puede brillar directamente en el receptor de un sensor y generar una salida falsa. Reduzca el riesgo de que esto suceda utilizando un soporte con capucha para minimizar la interferencia.

Ya que te estás interesado en seleccionar e implementar sensores en aplicaciones industriales, échale un vistazo los consejos para seleccionar y dimensionar componentes neumáticos e hidráulicos, o a las consideraciones para aplicación de servoaccionamientos, controladores de movimiento y PLC.

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